專(zhuān)利名稱(chēng)：液體噴射方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于液體噴射裝置的液體噴射方法，該液體噴射裝置包括多個(gè)液體噴射孔、與該多個(gè)液體噴射孔一對(duì)一連接的多個(gè)液室、以及一對(duì)一地作為該多個(gè)液室的組成部分的多個(gè)液室容積控制裝置，通過(guò)利用該液室容積控制裝置改變每個(gè)液室的容積來(lái)使該液體噴射裝置噴射液體。本發(fā)明還涉及一種與這種液體噴射方法匹配的液體噴射裝置。依照本發(fā)明的液體噴射方法和液體噴射裝置可應(yīng)用于各種液體噴射裝置，例如，噴墨記錄裝置、用于在紙張、織物、皮革、無(wú)紡布、OHP等上進(jìn)行印刷的裝置、用于使液體附著在基片、板材、固體物體等上的圖案形成裝置或噴漆裝置，這些裝置要求噴射非常微小的液滴，同時(shí)要求該液滴的著落位置高度精確。
背景技術(shù)：
噴墨記錄裝置廣泛用作打印機(jī)、傳真機(jī)等的記錄裝置，因?yàn)槠湓胍舻?、操作費(fèi)用低、尺寸小且能夠容易地形成彩色圖象。此外，近年來(lái)，其用途已經(jīng)擴(kuò)展到設(shè)備制造領(lǐng)域，在該領(lǐng)域中其用作圖案形成裝置。
在絕大多數(shù)噴墨記錄裝置中，記錄頭在沿主掃描方向移動(dòng)的同時(shí)，其噴射液滴。但可把噴墨記錄裝置構(gòu)造成在記錄頭保持靜止的同時(shí)，記錄介質(zhì)移動(dòng)?？稍O(shè)想上述結(jié)構(gòu)布置能夠應(yīng)用于圖案形成裝置、噴漆裝置等。
例如，專(zhuān)利文件1中公開(kāi)的噴墨記錄裝置具有這樣一種液體噴射頭，該液體噴射頭具有與多個(gè)噴嘴一對(duì)一連通的多個(gè)壓力產(chǎn)生室以及用于一對(duì)一地給該壓力產(chǎn)生室施壓的多個(gè)壓電元件。其被構(gòu)造成能夠重復(fù)且迅速地形成液滴，同時(shí)能夠通過(guò)采用一種驅(qū)動(dòng)電路控制用于給壓電元件施壓或解壓的電壓波形來(lái)穩(wěn)定其記錄頭在即將噴射時(shí)的彎月面位置。
不管怎樣，只要記錄頭和記錄介質(zhì)以高速相對(duì)移動(dòng)，經(jīng)由該記錄頭與記錄介質(zhì)之間的間隙(以下將稱(chēng)為“記錄間隙”) 就將生成一種復(fù)合空氣流。
仔細(xì)觀(guān)察經(jīng)由噴射孔噴射液體的過(guò)程發(fā)現(xiàn)無(wú)論噴墨記錄裝置用作普通記錄裝置還是圖案形成裝置，都經(jīng)由以下過(guò)程噴射油墨。即，首先，輸入電信號(hào)。在電信號(hào)輸入時(shí)，一種構(gòu)成液室的一部分的振動(dòng)板就振動(dòng)以重復(fù)地?cái)U(kuò)張和收縮該液室，由此控制該液室的容積。在對(duì)液室容積進(jìn)行控制時(shí)，就自噴射孔向外擠出呈柱狀的液體。接著，該液柱與噴射孔內(nèi)的液體斷開(kāi)，在其飛過(guò)記錄間隙的同時(shí)，其在表面張力的作用下分裂為多個(gè)液滴。
在液體開(kāi)始自液體噴射孔呈柱狀地?cái)D入記錄間隙內(nèi)時(shí)，其遭遇該記錄間隙內(nèi)的復(fù)合空氣流。為減少記錄時(shí)間或者噴漆時(shí)間，記錄頭與記錄介質(zhì)的相對(duì)移動(dòng)速度已經(jīng)不斷加快。這種不斷加快記錄或噴漆速度的趨勢(shì)意味著進(jìn)一步加快了液柱在記錄間隙內(nèi)遭遇到的空氣速度。
此外，記錄頭的液滴尺寸已經(jīng)不斷減小。換句話(huà)說(shuō)，記錄頭的液柱尺寸已經(jīng)不斷減小。因此近年來(lái)，已經(jīng)變得很可能的是，液柱易于受記錄間隙內(nèi)的空氣流的作用而相對(duì)于一種同具有噴射孔的孔板面垂直的線(xiàn)傾斜。對(duì)于由相對(duì)于液體所要噴射的預(yù)定方向成一角度的液柱產(chǎn)生的液滴，它們的飛行起始點(diǎn)不同。因此，它們的著落點(diǎn)注定會(huì)不同。
發(fā)明概述本發(fā)明的主要目的是提供一種液體噴射方法以及一種與該液體噴射方法相匹配的液體噴射裝置的組合，該液體噴射方法通過(guò)縮短液體從液體噴射頭中呈柱狀擠出的長(zhǎng)度來(lái)使記錄間隙內(nèi)空氣流的作用最小化，從而以高著落準(zhǔn)確度噴射微小液滴。
依照本發(fā)明的一方面，提供一種用于從液體噴射頭噴射液體的液體噴射方法，該液體噴射頭包括用于儲(chǔ)存將噴射的液體的液室、與該液室流體連通的噴射口、用于改變?cè)撘菏业娜莘e的液室容積控制裝置以及該噴射口經(jīng)由其敞開(kāi)的外表面，改進(jìn)在于，經(jīng)由噴射口噴射液體的每個(gè)噴射周期包括擴(kuò)張液室的容積的第一擴(kuò)張步驟；在該第一擴(kuò)張步驟之后縮小液室的容積的第一收縮步驟；在該收縮步驟開(kāi)始之后以及在液體的柱頂端突出至外表面以外之前，擴(kuò)張液室的容積的第二擴(kuò)張步驟。
優(yōu)選的，該方法還包括縮小該液室的容積至不噴射液體的程度的額外收縮步驟。
依照本發(fā)明的另一方面，提供一種包括液體噴射頭的液體噴射裝置，該液體噴射頭包括用于儲(chǔ)存將噴射的液體的液室、與該液室流體連通的噴射口、用于改變?cè)撘菏业娜莘e的液室容積控制及改變裝置以及該噴射口經(jīng)由其敞開(kāi)的外表面，所述液體噴射裝置包括用于給該液室容積控制及改變裝置施加一種信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路，該信號(hào)用于在經(jīng)由該噴射口噴射液體的噴射周期中擴(kuò)張?jiān)撘菏业娜莘e、然后縮小該液室的容積、以及在液體的柱頂端突出至外表面以外之前擴(kuò)張?jiān)撘菏业娜莘e。
優(yōu)選的，所述液室容積控制及改變裝置包括壓電元件。
依照本發(fā)明液體噴射方法和液體噴射裝置的組合，通過(guò)使從液體噴射頭中呈柱狀擠出的液體長(zhǎng)度最短化、通過(guò)使該呈柱狀擠出的液體與該液體噴射頭中的液體斷開(kāi)、通過(guò)朝向與該液體被呈柱狀擠出的方向(向外方向)相反的方向牽引該液體噴射頭內(nèi)的液體，能夠縮短該從液體噴射頭中擠出的液體分裂為多個(gè)(球形)液滴所花費(fèi)的時(shí)間段。因此，記錄間隙中的空氣流對(duì)該呈柱狀擠出的液體的影響降至最小，從而可以以高著落準(zhǔn)確度噴射微小液滴。
一旦結(jié)合附圖考慮以下本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明，本發(fā)明的這些及其它目的、特征和優(yōu)選將變得更加明顯。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是與依照本發(fā)明的液體噴射方法相匹配的噴墨記錄裝置的示意性透視圖。
圖2(a)是與依照本發(fā)明的液體噴射方法相匹配的液體噴射頭的一部分的示意性平面圖，以及圖2(b)是沿圖2(a)中線(xiàn)A-A的圖2(a)所示液體噴射頭部分的示意性剖視圖。
圖3是一個(gè)液體噴射孔及其周?chē)氖疽庑云室晥D，表示如何利用依照本發(fā)明的液體噴射方法噴射液體。
圖4是一個(gè)液體噴射孔及其周?chē)氖疽庑云室晥D，表示如何利用依照現(xiàn)有技術(shù)的液體噴射方法噴射液體。
圖5是一個(gè)液體噴射孔及其周?chē)氖疽庑云室晥D，表示如何利用依照現(xiàn)有技術(shù)的液體噴射方法噴射液體。
圖6是一個(gè)液體噴射孔及其周?chē)氖疽庑云室晥D，表示如何利用依照現(xiàn)有技術(shù)的液體噴射方法噴射液體。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明以下，將參照依據(jù)本發(fā)明的液體噴射方法以及與該液體噴射方法相匹配的噴墨記錄裝置描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1是與依照本發(fā)明的液體噴射方法相匹配的一類(lèi)噴墨記錄裝置的示意性透視圖。如圖1所示，當(dāng)記錄介質(zhì)P插入噴墨記錄裝置內(nèi)時(shí)，通過(guò)一對(duì)輸送輥109和110將其輸送至可利用記錄頭單元100進(jìn)行記錄的區(qū)域。記錄頭單元100由一對(duì)導(dǎo)軸107和102支承，并可在與該導(dǎo)軸107和102的延伸方向相平行的方向(主掃描方向)上沿著該導(dǎo)軸107和102往復(fù)移動(dòng)。記錄頭單元的往復(fù)移動(dòng)方向是主掃描方向，記錄介質(zhì)P的輸送方向是第二掃描方向。記錄頭單元100具有用于以液滴形式噴射多種不同顏色油墨的多個(gè)記錄頭，以及用于一對(duì)一地給該記錄頭供應(yīng)該多種不同顏色油墨的油墨容器。利用噴墨記錄裝置噴射的不同顏色油墨的數(shù)量是四種；四種油墨是黑色(Bk)、青色(C)、品紅色(M)及黃色(Y)油墨。多個(gè)油墨容器的排列順序是任意的。
恢復(fù)單元112位于記錄頭單元100移動(dòng)范圍的右端部下方。當(dāng)記錄頭不工作時(shí)，恢復(fù)單元112清洗該記錄頭的噴射孔以恢復(fù)該記錄頭的性能。
記錄頭單元100以及黑色(Bk)、青色(C)、品紅色(M)和黃色(Y)油墨容器被構(gòu)造成能夠相互獨(dú)立地更換該油墨容器。在記錄頭單元100內(nèi)，一組用于噴射Bk墨滴、C墨滴、M墨滴以及Y墨滴的記錄頭一對(duì)一地安裝在用于Bk油墨的油墨容器101B、用于C油墨的油墨容器101C、用于M油墨的油墨容器101M以及用于Y油墨的油墨容器101Y上。油墨容器一對(duì)一地與相應(yīng)噴墨記錄頭連通，從而把油墨供入通向記錄頭組的噴射孔的油墨通道(噴嘴)內(nèi)。記錄頭單元100以及油墨容器的結(jié)構(gòu)不需要限制于上述結(jié)構(gòu)。例如，油墨容器101B、101C、101M以及101Y可任意地組合為一體。
參照?qǐng)D2，本實(shí)施例采用的液體噴射方法如下依照本發(fā)明的液體噴射頭包括具有多個(gè)噴射孔2的孔板1、用于儲(chǔ)存液體的多個(gè)液室5以及具有壓電元件的多個(gè)液室容積控制裝置6。多個(gè)液室5一對(duì)一地與多個(gè)噴射孔2連通。多個(gè)液室容積控制裝置6一對(duì)一地設(shè)在多個(gè)液室5中。當(dāng)依據(jù)記錄數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)自一種驅(qū)動(dòng)電路(未表示)施加給液室容積控制裝置6時(shí)，液滴就從噴射孔2噴出。
首先，說(shuō)明這樣一種方法，該方法用于測(cè)量在采用依據(jù)本發(fā)明的液體噴射方法噴射液體時(shí)，液柱3的頂部經(jīng)過(guò)孔板1的外表面1a的平面即噴射孔2的孔口平面向外露出時(shí)的準(zhǔn)確時(shí)間。
主要地，通過(guò)采用閃光燈、LED、激光器或其類(lèi)似物把脈沖光束投射到噴射孔2上，可利用CCD相機(jī)或其類(lèi)似物來(lái)檢測(cè)液柱3的頂部經(jīng)過(guò)孔板1的外表面1a的平面向外露出時(shí)的時(shí)間。
圖3-5是一個(gè)液體噴射孔2及其周?chē)氖疽庑云室晥D，這些圖跟隨時(shí)間線(xiàn)表示了液柱3如何形成并變?yōu)槎鄠€(gè)液滴。這里應(yīng)注意的是，液柱3分裂成的液滴數(shù)量是變化的；不應(yīng)限定為圖3-5中所示的數(shù)量。
接著，說(shuō)明這樣一種方法，該方法用于測(cè)量液室容積控制裝置6開(kāi)始擴(kuò)張時(shí)的時(shí)間(t＝t0)。通過(guò)采用一種利用光外差方法測(cè)量物體振動(dòng)的非接觸式方法來(lái)檢測(cè)該時(shí)間(t＝t0)，該光外差方法是一項(xiàng)公知技術(shù)。采用此方法，利用一種激光截集測(cè)振儀(laser trap vibrometer)無(wú)接觸地測(cè)量振動(dòng)板4的速度。然后，根據(jù)通過(guò)求所測(cè)得速度相對(duì)于時(shí)間的積分而獲得的位移量，確定液室容積控制裝置6開(kāi)始擴(kuò)張液室時(shí)的時(shí)間(t＝t0)。液室容積控制裝置6的擴(kuò)張起始時(shí)間(t＝t0)也能由激光截集測(cè)振儀和條紋計(jì)數(shù)位移計(jì)的組合來(lái)測(cè)量。
有關(guān)液柱3露出的方式，該液柱3露出時(shí)其“R”部分如圖4(a)所示保持與噴射孔2的孔口的邊緣2a接觸，或者其“R”部分如圖5(a)所示不與噴射孔2的孔口的邊緣2a接觸。任一種情況中，在液柱3經(jīng)過(guò)孔板1的外表面1a的平面向外露出時(shí)的時(shí)間(t＝ts＞0)，該液柱3開(kāi)始遭遇形成在記錄間隙內(nèi)的空氣流。在一段時(shí)間之后(t＝tp＞ts)，通過(guò)擴(kuò)張液室5來(lái)斷開(kāi)液柱3的過(guò)程就開(kāi)始。接著，在一段時(shí)間之后(t＝td＞tp)，液柱3與液體噴嘴內(nèi)的液體斷開(kāi)且飛離，同時(shí)分裂成多個(gè)繼續(xù)飛離的液滴。
依照本發(fā)明液體噴射方法的液體噴射過(guò)程能在噴射開(kāi)始時(shí)順序地從(施加電信號(hào)的)時(shí)間起逐步地進(jìn)行記錄，如圖3-5所示。接著，通過(guò)比較液柱3經(jīng)過(guò)孔板1的外表面1a的平面開(kāi)始露出時(shí)的時(shí)間(t＝ts)與利用液室容積控制裝置6開(kāi)始擴(kuò)張液室時(shí)的時(shí)間(t＝tp)，能夠驗(yàn)證利用依照本發(fā)明的液體噴射方法噴射液體的方式。
(比較例1)制造一種類(lèi)似于圖2(其未表示公共液室)所示的液體噴射頭。記錄間隙為1.5mm。通過(guò)以15kHz驅(qū)動(dòng)該代表性噴嘴來(lái)在一種高質(zhì)量涂層紙上形成點(diǎn)。
在這種情況中，在利用液室容積控制裝置6(未表示)進(jìn)行第一擴(kuò)張過(guò)程、緊接著利用該液室容積控制裝置6進(jìn)行第一收縮過(guò)程之后，利用該液室容積控制裝置6開(kāi)始第二擴(kuò)張過(guò)程時(shí)的時(shí)間(t＝tp)在該液柱3的頂部經(jīng)過(guò)孔板301(圖6)的平面開(kāi)始出現(xiàn)在記錄間隙中的時(shí)間(t＝ts)之后。
仔細(xì)觀(guān)察高質(zhì)量涂層紙上的每個(gè)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)每個(gè)點(diǎn)都由以一種部分重疊的方式著落的三個(gè)液滴形成。
為參照?qǐng)D6(a)-6(c)描述這種現(xiàn)象，液體噴射頭如圖6(a)所示朝向主掃描方向(X方向)滑動(dòng)，因而記錄間隙內(nèi)的空氣相對(duì)于該液體噴射頭朝向與X方向相反的方向流動(dòng)。因此，理所當(dāng)然能夠想到，當(dāng)液柱3突入記錄間隙內(nèi)一定長(zhǎng)度時(shí)，其會(huì)如圖6(b)所示傾斜一角度θ。但是，無(wú)法利用CCD相機(jī)由圖象計(jì)算出角度θ的準(zhǔn)確值。
隨后，傾斜液柱3按照這樣一種方式分裂為大約三個(gè)液滴，使得在主掃描方向，主液滴307中心與第一伴生液滴308中心之間的初始距離為δ1，以及主液滴307中心與第二伴生液滴309中心之間的初始距離為δ2，等等。接著，這些液滴在維持上述距離的同時(shí)飛出并著落?？梢韵氲綖楹蚊總€(gè)點(diǎn)都表現(xiàn)為如上所述那樣。順便提及，在圖6(b)和6(c)中，為了說(shuō)明角度θ和液柱3分裂為多個(gè)液滴之后即刻該液滴之間的距離δ1和δ2，該角度和距離都是放大的。
接著，參照?qǐng)D3，說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施例。此實(shí)施例中的液體噴射頭類(lèi)似于圖2所示的液體噴射頭。在此實(shí)施例中，記錄間隙為1.5mm，且通過(guò)以15kHz驅(qū)動(dòng)該代表性噴嘴來(lái)在一張高質(zhì)量涂層紙上形成點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)該記錄頭，使得在利用液室容積控制裝置6進(jìn)行第一擴(kuò)張過(guò)程、緊接著利用該液室容積控制裝置6開(kāi)始第一收縮過(guò)程之后，利用該液室容積控制裝置6開(kāi)始第二擴(kuò)張過(guò)程時(shí)的時(shí)間(t＝tp)在該液柱3的頂部經(jīng)過(guò)孔板1的外表面1a的平面開(kāi)始突出時(shí)的時(shí)間(t＝ts)之前。
仔細(xì)觀(guān)察高質(zhì)量涂層紙上的每個(gè)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)不像第一比較例中的點(diǎn)，此實(shí)施例中由記錄頭形成的點(diǎn)幾乎是絕對(duì)圓形的，即，非常接近絕對(duì)圓形以至于在視覺(jué)上不能察覺(jué)每個(gè)點(diǎn)是由多個(gè)液滴形成的。液體噴射頭如圖3所示朝向主掃描方向(X方向)滑動(dòng)，因而記錄間隙內(nèi)的空氣相對(duì)于該液體噴射頭朝向與X方向相反的方向流動(dòng)。但是，此實(shí)施例中液柱3突入記錄間隙中的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于第一比較例中液柱3的突入距離。因此，理所當(dāng)然能夠想到，為何在此實(shí)施例中液柱3的傾斜角度θ(圖6)極小。
接著，參照?qǐng)D3，說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施例。第二實(shí)施例中的液體噴射頭在結(jié)構(gòu)上類(lèi)似于圖2所示的液體噴射頭。但在此實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)記錄頭，使得在利用液室容積控制裝置6進(jìn)行第一擴(kuò)張過(guò)程、緊接著利用該液室容積控制裝置6開(kāi)始第一收縮過(guò)程之后，利用該液室容積控制裝置6開(kāi)始第二擴(kuò)張過(guò)程時(shí)的時(shí)間(t＝tp′)在該液柱3的頂部經(jīng)過(guò)孔板1的外表面1a的平面開(kāi)始突出時(shí)的時(shí)間(t＝ts)之前，同時(shí)使該時(shí)間tp′在第一實(shí)施例的時(shí)間tp之前。記錄間隙為1.5mm，且在同第一實(shí)施例相同的條件下通過(guò)以15kHz驅(qū)動(dòng)該代表性噴嘴來(lái)在一張高質(zhì)量涂層紙上形成點(diǎn)。
仔細(xì)觀(guān)察高質(zhì)量涂層紙上的每個(gè)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)如同第一實(shí)施例中利用記錄頭形成的點(diǎn)，此實(shí)施例中由記錄頭形成的點(diǎn)幾乎是絕對(duì)圓形的，即，非常接近絕對(duì)圓形以至于在視覺(jué)上不能察覺(jué)每個(gè)點(diǎn)是由多個(gè)液滴形成的。液體噴射頭朝向主掃描方向(X方向)滑動(dòng)，因而記錄間隙內(nèi)的空氣相對(duì)于該液體噴射頭朝向與X方向相反的方向流動(dòng)。但是，此實(shí)施例中液柱3突入記錄間隙中的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于第一比較例中液柱3的突入距離。因此，理所當(dāng)然能夠想到，為何在此實(shí)施例中液柱3的傾斜角度θ(圖6)極小。
接著，參照?qǐng)D3，說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施例。第三實(shí)施例中的液體噴射頭在結(jié)構(gòu)上類(lèi)似于第二實(shí)施例中的液體噴射頭。但在此實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)記錄頭，使得在利用液室容積控制裝置6進(jìn)行第一擴(kuò)張過(guò)程、緊接著利用該液室容積控制裝置6開(kāi)始第一收縮過(guò)程之后，利用該液室容積控制裝置6開(kāi)始第二擴(kuò)張過(guò)程時(shí)的時(shí)間(t＝tp″)在該液柱3的頂部經(jīng)過(guò)孔板1的外表面1a的平面開(kāi)始突出時(shí)的時(shí)間(t＝ts)之前，同時(shí)使該時(shí)間tp″在第二實(shí)施例的時(shí)間tp′之前。記錄間隙為1.5mm，且在同第二實(shí)施例相同的條件下通過(guò)以15kHz驅(qū)動(dòng)該代表性噴嘴來(lái)在一張高質(zhì)量涂層紙上形成點(diǎn)。
仔細(xì)觀(guān)察高質(zhì)量涂層紙上的每個(gè)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)如同第一實(shí)施例中利用記錄頭形成的點(diǎn)，此實(shí)施例中由記錄頭形成的點(diǎn)幾乎是絕對(duì)圓形的，即，非常接近絕對(duì)圓形以至于在視覺(jué)上不能察覺(jué)每個(gè)點(diǎn)是由多個(gè)液滴形成的。液體噴射頭朝向主掃描方向(X方向)滑動(dòng)，因而記錄間隙內(nèi)的空氣相對(duì)于該液體噴射頭朝向與X方向相反的方向流動(dòng)。但是，此實(shí)施例中液柱3突入記錄間隙中的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于第一比較例中液柱3的突入距離。因此，理所當(dāng)然能夠想到，為何在此實(shí)施例中液柱3的傾斜角度θ(圖6)極小。
接著，參照?qǐng)D3，說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施例。在此實(shí)施例中，首先利用液室容積控制裝置6啟動(dòng)輔助收縮過(guò)程。該輔助收縮過(guò)程是一種以不足以噴射液體的量收縮每個(gè)液室從而縮小其容積的過(guò)程。把此過(guò)程包括在每個(gè)噴射周期內(nèi)的缺點(diǎn)是延長(zhǎng)了每個(gè)噴射周期。但其具有的優(yōu)點(diǎn)是在液室容積控制裝置6的有限控制范圍內(nèi)(經(jīng)由收縮過(guò)程的彎月面位移和經(jīng)由擴(kuò)張過(guò)程的彎月面位移的和)增長(zhǎng)了彎月面可被拉回的距離。在此實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)記錄頭，使得首先執(zhí)行上述輔助收縮過(guò)程，然后在利用液室容積控制裝置6進(jìn)行第一擴(kuò)張過(guò)程、緊接著利用該液室容積控制裝置6開(kāi)始第一收縮過(guò)程之后，利用該液室容積控制裝置6開(kāi)始第二擴(kuò)張過(guò)程時(shí)的時(shí)間(t＝tp)在該液柱3的頂部經(jīng)過(guò)孔板1的外表面1a的平面開(kāi)始突出時(shí)的時(shí)間(t＝ts)之前。記錄間隙為1.5mm，且在同第一比較例相同的條件下通過(guò)以15kHz驅(qū)動(dòng)該代表性噴嘴來(lái)在一張高質(zhì)量涂層紙上形成點(diǎn)。
仔細(xì)觀(guān)察高質(zhì)量涂層紙上的每個(gè)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)不像在第一比較例中經(jīng)由液體噴射形成的點(diǎn)，此實(shí)施例中由液體噴射頭形成的點(diǎn)幾乎是絕對(duì)圓形的，即，非常接近絕對(duì)圓形以至于在視覺(jué)上不能察覺(jué)每個(gè)點(diǎn)是由多個(gè)液滴形成的。液體噴射頭朝向主掃描方向(X方向)滑動(dòng)，因而記錄間隙內(nèi)的空氣相對(duì)于該液體噴射頭朝向與X方向相反的方向流動(dòng)。但是，此實(shí)施例中液柱3突入記錄間隙中的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于第一比較例中液柱3的突入距離。因此，理所當(dāng)然能夠想到，為何在此實(shí)施例中液柱3的傾斜角度θ(圖6)極小。
(比較例2)制造一種噴射孔直徑比上述第一比較例(未表示公共液室)的噴射孔直徑小的液體噴射頭。記錄間隙為1.5mm。通過(guò)以15kHz驅(qū)動(dòng)該代表性噴嘴來(lái)在一種高質(zhì)量涂層紙上形成點(diǎn)。
仔細(xì)觀(guān)察高質(zhì)量涂層紙上的每個(gè)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)每個(gè)點(diǎn)都由以一種部分重疊的方式著落的最少三個(gè)液滴形成。在這種情況中，驅(qū)動(dòng)該液體噴射頭，使得在利用液室容積控制裝置6(未表示)進(jìn)行第一擴(kuò)張過(guò)程、緊接著利用該液室容積控制裝置6進(jìn)行第一收縮過(guò)程之后，利用該液室容積控制裝置6開(kāi)始第二擴(kuò)張過(guò)程時(shí)的時(shí)間(t＝tp)晚于液柱303的頂部經(jīng)過(guò)孔板301(圖6)的外表面的平面開(kāi)始出現(xiàn)在記錄間隙中的時(shí)間(t＝ts)。
為參照?qǐng)D6描述這種現(xiàn)象，液體噴射頭如圖6所示朝向主掃描方向(X方向)滑動(dòng)，因而記錄間隙內(nèi)的空氣相對(duì)于該液體噴射頭朝向與X方向相反的方向流動(dòng)。因此，理所當(dāng)然能夠想到，當(dāng)液柱303突入記錄間隙內(nèi)一定長(zhǎng)度時(shí)，其會(huì)如圖6(b)所示傾斜一角度θ。但是，無(wú)法利用CCD相機(jī)由圖象計(jì)算出角度θ的準(zhǔn)確值。
隨后，傾斜液柱303按照這樣一種方式分裂為大約三個(gè)液滴，使得在主掃描方向，主液滴307中心與第一伴生液滴308中心之間的初始距離為δ1，以及主液滴307中心與第二伴生液滴309中心之間的初始距離為δ2，等等。接著，這些液滴在維持上述距離的同時(shí)飛出并著落在涂層紙上?？梢韵氲綖楹蚊總€(gè)點(diǎn)都表現(xiàn)為如上所述那樣。
接著，參照?qǐng)D3，說(shuō)明本發(fā)明的第五實(shí)施例。第五實(shí)施例中的液體噴射頭類(lèi)似于第二實(shí)施例中的液體噴射頭。但在此實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)該液體噴射頭，使得在利用液室容積控制裝置6進(jìn)行第一擴(kuò)張過(guò)程、緊接著利用該液室容積控制裝置6開(kāi)始第一收縮過(guò)程之后，利用該液室容積控制裝置6開(kāi)始第二擴(kuò)張過(guò)程時(shí)的時(shí)間(t＝tp)在該液柱3的頂部經(jīng)過(guò)孔板1的外表面1a的平面開(kāi)始突入記錄間隙中的時(shí)間(t＝ts)之前。記錄間隙為1.5mm，且通過(guò)在與驅(qū)動(dòng)第二比較例的液體噴射頭相同的條件下，以15kHz驅(qū)動(dòng)該代表性噴嘴來(lái)在一張高質(zhì)量涂層紙上形成點(diǎn)。
仔細(xì)觀(guān)察高質(zhì)量涂層紙上的每個(gè)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)不像第二比較例中利用液體噴射頭形成的點(diǎn)，此實(shí)施例中由記錄頭形成的點(diǎn)幾乎是絕對(duì)圓形的，即，非常接近絕對(duì)圓形以至于在視覺(jué)上不能察覺(jué)每個(gè)點(diǎn)是由多個(gè)液滴形成的。液體噴射頭朝向主掃描方向(X方向)滑動(dòng)，因而記錄間隙內(nèi)的空氣相對(duì)于該液體噴射頭朝向與X方向相反的方向流動(dòng)。但是，此實(shí)施例中液柱3突入記錄間隙中的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于第二比較例中液柱3的突入距離。因此，能夠想到，為何在此實(shí)施例中液柱3的傾斜角度θ(圖6)極小。
接著，參照?qǐng)D3，說(shuō)明本發(fā)明的第六實(shí)施例。第六實(shí)施例中的液體噴射頭在結(jié)構(gòu)上類(lèi)似于第五實(shí)施例中的液體噴射頭。但驅(qū)動(dòng)該液體噴射頭，使得在利用液室容積控制裝置6進(jìn)行第一擴(kuò)張過(guò)程、緊接著利用該液室容積控制裝置6開(kāi)始第一收縮過(guò)程之后，利用該液室容積控制裝置6開(kāi)始第二擴(kuò)張過(guò)程時(shí)的時(shí)間(t＝tp′)在該液柱3的頂部經(jīng)過(guò)孔板1的外表面1a的平面開(kāi)始突入記錄間隙中的時(shí)間(t＝ts)之前，同時(shí)使該時(shí)間tp′在第五實(shí)施例的時(shí)間tp之前。記錄間隙為1.5mm，且在同第五實(shí)施例相同的條件下通過(guò)以15kHz驅(qū)動(dòng)該代表性噴嘴來(lái)在一張高質(zhì)量涂層紙上形成點(diǎn)。
仔細(xì)觀(guān)察高質(zhì)量涂層紙上的每個(gè)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)如同第五實(shí)施例中利用液體噴射頭形成的點(diǎn)，此實(shí)施例中由記錄頭形成的點(diǎn)幾乎是絕對(duì)圓形的，即，非常接近絕對(duì)圓形以至于在視覺(jué)上不能察覺(jué)每個(gè)點(diǎn)是由多個(gè)液滴形成的。液體噴射頭朝向主掃描方向(X方向)滑動(dòng)，因而記錄間隙內(nèi)的空氣相對(duì)于該液體噴射頭朝向與X方向相反的方向流動(dòng)。但是，此實(shí)施例中液柱3突入記錄間隙中的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于第二比較例中液柱303的突入距離。因此，理所當(dāng)然能夠想到，為何在此實(shí)施例中液柱3的傾斜角度θ(圖6)極小。
接著，參照?qǐng)D3，說(shuō)明本發(fā)明的第七實(shí)施例。第七實(shí)施例中的液體噴射頭在結(jié)構(gòu)上類(lèi)似于第六實(shí)施例中的液體噴射頭。但驅(qū)動(dòng)該液體噴射頭，使得在利用液室容積控制裝置6進(jìn)行第一擴(kuò)張過(guò)程、緊接著利用該液室容積控制裝置6開(kāi)始第一收縮過(guò)程之后，利用該液室容積控制裝置6開(kāi)始第二擴(kuò)張過(guò)程時(shí)的時(shí)間(t＝tp″)在該液柱3的頂部經(jīng)過(guò)孔板1的外表面1a的平面開(kāi)始突入記錄間隙中的時(shí)間(t＝ts)之前，同時(shí)使該時(shí)間tp″在第六實(shí)施例的時(shí)間tp′之前。記錄間隙為1.5mm，且在同第二實(shí)施例相同的條件下通過(guò)以15kHz驅(qū)動(dòng)該代表性噴嘴來(lái)在一張高質(zhì)量涂層紙上形成點(diǎn)。
仔細(xì)觀(guān)察高質(zhì)量涂層紙上的每個(gè)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)如同第六實(shí)施例中利用記錄頭形成的點(diǎn)，此實(shí)施例中由記錄頭形成的點(diǎn)幾乎是絕對(duì)圓形的，即，非常接近絕對(duì)圓形以至于在視覺(jué)上不能察覺(jué)每個(gè)點(diǎn)是由多個(gè)液滴形成的。液體噴射頭朝向主掃描方向(X方向)滑動(dòng)，因而記錄間隙內(nèi)的空氣相對(duì)于該液體噴射頭朝向與X方向相反的方向流動(dòng)。但是，此實(shí)施例中液柱3被突入記錄間隙中的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于第二比較例中液柱3的突入距離。因此，理所當(dāng)然能夠想到，為何在此實(shí)施例中液柱3的傾斜角度θ(圖6)極小。
接著，參照?qǐng)D3，說(shuō)明本發(fā)明的第八實(shí)施例。第八實(shí)施例中的液體噴射頭在結(jié)構(gòu)上類(lèi)似于第二比較例中的液體噴射頭。但在此實(shí)施例中，首先利用液室容積控制裝置6啟動(dòng)輔助收縮過(guò)程。該輔助收縮過(guò)程是一種以不足以噴射液體的量收縮每個(gè)液室從而縮小其容積的過(guò)程。把此過(guò)程包括在每個(gè)噴射周期內(nèi)的缺點(diǎn)是延長(zhǎng)了每個(gè)噴射周期。但其具有的優(yōu)點(diǎn)是在液室容積控制裝置6的有限控制范圍內(nèi)(經(jīng)由收縮過(guò)程的彎月面位移和經(jīng)由擴(kuò)張過(guò)程的彎月面位移的和)盡可能地增長(zhǎng)了彎月面可被拉回的距離(擴(kuò)張彎月面的控制范圍)。在此實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)該液體噴射頭，使得首先執(zhí)行上述預(yù)收縮過(guò)程，然后在利用液室容積控制裝置6進(jìn)行第一擴(kuò)張過(guò)程、緊接著利用該液室容積控制裝置6開(kāi)始第一收縮過(guò)程之后，利用該液室容積控制裝置6開(kāi)始第二擴(kuò)張過(guò)程時(shí)的時(shí)間(t＝tp)在該液柱3的頂部經(jīng)過(guò)孔板1的外表面1a的平面開(kāi)始突出時(shí)的時(shí)間(t＝ts)之前。記錄間隙為1.5mm，且在與第一比較例中驅(qū)動(dòng)液體噴射頭相同的條件下，通過(guò)以15kHz驅(qū)動(dòng)該代表性噴嘴來(lái)在一張高質(zhì)量涂層紙上形成點(diǎn)。
仔細(xì)觀(guān)察高質(zhì)量涂層紙上的每個(gè)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)不像在第二比較例中經(jīng)由液體噴射頭形成的點(diǎn)，此實(shí)施例中由液體噴射頭形成的點(diǎn)幾乎是絕對(duì)圓形的，即，非常接近絕對(duì)圓形以至于在視覺(jué)上不能察覺(jué)每個(gè)點(diǎn)是由多個(gè)液滴形成的。液體噴射頭朝向主掃描方向(X方向)滑動(dòng)，因而記錄間隙內(nèi)的空氣相對(duì)于該液體噴射頭朝向與X方向相反的方向流動(dòng)。但是，此實(shí)施例中液柱3被突入記錄間隙中的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于第二比較例中液柱303的突入距離。能夠想到，為何在此實(shí)施例中液柱3的傾斜角度θ(圖6)極小。
盡管已參照這里公開(kāi)的結(jié)構(gòu)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但不應(yīng)限制于所闡述的細(xì)節(jié)，本申請(qǐng)?jiān)噲D覆蓋在改良目的范圍內(nèi)或者以下權(quán)利要求書(shū)范圍的修改或變化。
權(quán)利要求
1.一種用于從液體噴射頭噴射液體的液體噴射方法，所述液體噴射頭包括用于儲(chǔ)存要被噴射的液體的液室、與所述液室流體連通的噴射口、用于改變所述液室的容積的液室容積控制裝置、以及所述噴射口經(jīng)由其敞開(kāi)的外表面，改進(jìn)在于，經(jīng)由所述噴射口噴射所述液體的每個(gè)噴射周期包括擴(kuò)張所述液室的容積的第一擴(kuò)張步驟；在所述第一擴(kuò)張步驟之后縮小所述液室的容積的第一收縮步驟；在所述收縮步驟開(kāi)始之后以及在所述液體的柱頂端突出至所述外表面以外之前，擴(kuò)張所述液室的容積的第二擴(kuò)張步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括縮小所述液室的容積至不噴射液體的程度的額外收縮步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述液室容積控制裝置包括壓電元件。
4.一種液體噴射裝置，包括液體噴射頭，所述液體噴射頭包括用于儲(chǔ)存要被噴射的液體的液室、與所述液室流體連通的噴射口、用于改變所述液室的容積的液室容積控制及改變裝置、以及所述噴射口經(jīng)由其敞開(kāi)的外表面，所述液體噴射裝置包括用于給所述液室容積控制及改變裝置施加一種信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路，所述信號(hào)用于在經(jīng)由所述噴射口噴射所述液體的噴射周期中擴(kuò)張所述液室的容積，然后縮小所述液室的容積，以及在所述液體的柱頂端突出至所述外表面以外之前擴(kuò)張所述液室的容積。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述液室容積控制及改變裝置包括壓電元件。
全文摘要
一種用于從液體噴射頭噴射液體的液體噴射方法，該液體噴射頭包括用于儲(chǔ)存要被噴射的液體的液室與該液室流體連通的噴射口、用于改變?cè)撘菏业娜莘e的液室容積控制裝置以及該噴射口經(jīng)由其敞開(kāi)的外表面，在該方法中，經(jīng)由噴射口噴射液體的每個(gè)噴射周期包括擴(kuò)張液室的容積的第一擴(kuò)張步驟；在該第一擴(kuò)張步驟之后縮小液室的容積的第一收縮步驟；在該收縮步驟開(kāi)始之后以及在液體的柱頂端突出至外表面以外之前，擴(kuò)張液室的容積的第二擴(kuò)張步驟。
文檔編號(hào)B41J2/045GK1628973SQ20041008199
公開(kāi)日2005年6月22日 申請(qǐng)日期2004年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月15日
發(fā)明者北上浩一 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社